(57)【要約】   回路基板等に実装された発熱部品を有する電子機器、組電池、発熱性機械部品等の発熱部品において、発熱部品から発生する熱を効率的に放熱すること、及び該発熱部品に隣接した被保護部品に対する熱の伝達を抑制することにより、被保護部品が加熱されることによる性能の低下等を防止することを両立させる。  このため、これら発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、これらの部品を接続するための、粘着剤層又は熱伝導性粘着剤層、熱伝導性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層、断熱性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層の順で積層してなる断熱放熱シートであり、さらに、該断熱放熱シートの熱伝導性層側の粘着剤層を発熱部品側に接着し、断熱性層側の粘着剤層を被保護部品に接着してなる装置内構造とした。
2011111716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、これらの部品を接続するための、熱伝導性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層、断熱性層の順で積層してなる断熱放熱シート。
【請求項２】
装置内において、請求項１記載の断熱放熱シートの熱伝導性層側を発熱部品側に向け、断熱性層側を被保護部品に向けて接続してなる装置内構造。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか記載の放熱断熱シート及び装置内構造において、発熱部品の設置面積より、断熱放熱シートの面積が大きいことを特徴とする、放熱断熱シート及び装置内構造。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の放熱断熱シート及び装置内構造において、請求項１記載の断熱放熱シートが、被保護部品の表面だけでなく、被保護部品の少なくとも１つの端部にも連続して設置されていることを特徴とする、放熱断熱シート及び装置内構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板等に実装された発熱部品を有する電子機器、二次電池、あるいは発熱部品を備えた電子機器以外の一般の装置において、発熱部品や二次電池から発生する熱を効率的に放熱し、かつ発熱部品に隣接した部品、機器、装置への熱の伝達を抑制する断熱放熱シート、及び断熱放熱シートを用いた装置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
家電製品や携帯電話等の電子機器において、内部で発生する熱の放熱対策は、製品の信頼性向上のためにますます重要となってきている。ところで、近年、機器の小型化が進み、部品が狭い空間内に高密度で配置されている。そのため、ヒートシンク等の放熱部材を設置するスペースを確保することが困難となり、ＣＰＵにおけるＩＣ素子等の発熱部品から発せられる熱を、熱伝導性部材を介して直接筐体に逃がしたりすることがある。この場合、発熱部品の熱が筐体外部へ伝達することで、筐体外部が局所的に高温化したり、長時間人体に触れたりすることで、火傷を発生させる問題がある。また、高密度実装に伴い、熱を嫌う部品や別系統の制御ＩＣ等が発熱部品の近傍に存在し、隣接する発熱部品の熱を受けて、誤作動や寿命低下等の悪影響を受けるといった問題がある。
電気自動車等の装置で使用されるニッケル・水素二次電池、リチウムイオン電池等は高いエネルギー密度が必要とされており、かつ搭載スペースは極力小さくすることが求められている。このため高電圧、高容量の電池の場合、複数の単電池を直列又は並列接続することが行われ、数個から数十ないし数百もの単電池を接続する組電池装置が用られ、このような組電池を構成する単電池セルは内部反応により発熱する場合がある。このようにして発生した熱は、隣接する電池間において互いに加熱しあうために高温となる。
組電池の性能や寿命は温度環境に大きく依存するので、高温になると劣化が顕著になるおそれがあった。
また、電子機器以外にも例えば摩擦熱を発生するような機械装置等、加熱環境下に置くことができない機器を隣接して設置できない装置についても同様の問題があった。【０００３】
これらの問題を解決するために、例えば特許文献１には、発熱部品の上に、切欠口を設けたグラファイトシートを設置することで、筐体の局所的な高温化を避ける方法が示されている。しかしながらこの方法によれば、熱が伝達する部位が筐体ではなく他の電子部品の場合、局所的な高温化には至らなくとも、系全体として大きな熱エネルギーが流入するため、電子部品の動作や寿命に悪影響を与える危険性がある。【０００４】
また特許文献２には、発熱部品からの熱によって高温化した筐体において、外表面に断熱性層を設けることで火傷や不快感の低減を図ることが記載されている。しかしながらこの方法によれば、断熱材によって発熱部品から発せられる熱が効率的に外気に放熱できないため、内部に熱がこもり、結果的に他の部位や部品に悪影響をあたえてしまう可能性がある。【０００５】
一方で、特許文献３では、熱伝導性シートと断熱シートを積層させたシートを、発熱部品と筐体等の間に設置することで、発熱部品の放熱と筐体への断熱の両立を意図した構成が示されている。しかし、特許文献３に記載の内部構造においては、熱伝導部材については唯一熱伝導性充填材を混合したシリコーンゴムが例示されている程度であり、そのシリコーンゴムは防振・防音といった振動対策にも有効であること、さらに図及びその説明によれば、シリコーンゴム層により形成される熱伝導シートは、発熱素子の周囲に閉空間を形成するかのように、発熱素子の周囲においてプリント基板と接しており、加えて熱伝導シートは発熱部品からの熱を蓄積する旨、さらに、放熱には別途放熱板や放熱フィン、ヒートシンク、ヒートパイプ等が必要とされている。
このような記載によれば、発熱素子はプリント基板と熱伝導性シートに包まれるように位置するのであって、発熱素子自体及びその周囲には熱気が溜まることは明らかであり、そのためにあえて放熱板や放熱フィン等を別途要しているといえる。
さらに、シリコーンゴム層は振動対策にも資するように形成されるのであって、そのために例えば１ｍｍを超える程度の厚い層とすることが必要になるのはいうまでもない。しかも該シリコーンゴム層端部に放熱フィン、ヒートシンク等の部材を取り付けて放熱を行うことが記載されており、このような記載からみても該シリコーンゴム層は端部にこれらの部材を取り付けることが可能といえる程度の厚さを備えることが必要になることを前提としてなるものである。
そして、特許文献３においては、発熱部品の熱がどの程度低下し、筐体への熱伝達がどの程度抑制できたのかについては記載がなく、その効果は不確定な面が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０９４１９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１４８３０６号公報
【特許文献３】特開２０００−１０６４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、回路基板等に実装された発熱部品を有する電子機器、複数の二次電池を隣接して設置する装置あるいは一般の装置において、発熱部品から発生する熱を効率的に放熱すること、及び該発熱部品に隣接した被保護部品に対する熱の伝達を抑制することにより、被保護部品が加熱されることによる性能の低下等を防止することを両立させるための断熱放熱シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、回路基板等に実装された発熱部品を有する電子機器において、上記の課題を解決するために必要な、断熱性を示す部材と熱伝導性を示す部材を積層させてなり、断熱機能と放熱機能を共に発揮させるシートを発明した。
具体的には、装置内の発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、これらの部品を接続するための、熱伝導性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層、断熱性層の順で積層してなる断熱放熱シートであり、さらに、装置内において、該断熱放熱シートの熱伝導性層側を発熱部品側に向け、断熱性層側を被保護部品に向けて接続してなる装置内構造である。
また、これらのシート及び装置内構造において、発熱部品の設置面積より断熱放熱シートの面積が大きくても良く、あるいは、断熱放熱シートが、被保護部品の表面だけでなく、被保護部品の少なくとも１つの端部にも連続して設置されても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置内の発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、断熱放熱シートを配置できるため、発熱部品からの熱を放熱及び断熱させることにより、熱により影響を受けやすい被保護部品が過剰な熱を受けることを防止できる。この結果、電子機器として安定的に機能することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の断熱放熱シートの層構成の概念図
【図２】熱抵抗値測定装置の概略図
【図３】実施例にて使用した発熱部位の構造
【図４】実施例にて使用した断熱放熱シートの試験装置概略図
【図５】実施例１０にて使用した被保護部品、発熱部品及び試験片からなる組み合わせの図
【図６】実施例１０にて使用した試験片の概略図
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は実施例１０のシミュレーションにて使用した試験片、被保護部品、発熱部品の組み合わせの図
【符号の説明】
【００１１】
１・・・試験片
２・・・上部ロッド
３・・・下部ロッド
４・・・上部継手ブロック
５・・・下部継手ブロック
６・・・温度センサ
７・・・ヒーター
８・・・断熱ボード
９・・・セラミックヒーター
１０・・アルミニウム板
１１・・シート型熱電対
１２・・ポリイミドテープ
１３・・試験片
１４・・アクリル板
１５・・シート型熱電対
１６・・重り
１７・・被保護部品
１８・・発熱部品
１９・・粘着剤層
２０・・断熱性層
２１・・熱伝導性層
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、上記のように、発熱部品（発熱を目的とした部品ではないが通電し動作させる、あるいは作動させることにより発熱する部品を含む）とそれに隣接する被保護部品の間において、粘着剤層又は熱伝導性粘着剤層、熱伝導性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層、断熱性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層の順で積層してなり、これらの部品と接着させる際に介在させる断熱放熱シートや、発熱部品や被保護部品に接着させずに密着させることができる等の場合には、熱伝導性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層、及び断熱性層の順で積層してなる断熱放熱シートである。
それにより、該発熱部品と被保護部品を単に一体化させるのではなく、該発熱部品から発生する熱を、必要により粘着剤層あるいは熱伝導性粘着剤層を介して熱伝導性層に伝えて、該熱伝導性層から放熱させると共に、さらにその上に設けた粘着剤層あるいは断熱性粘着剤層を介して設けた断熱性層を設け、さらにその上に必要により粘着剤層あるいは断熱性粘着剤層を介して被保護部品と接着、あるいは密着させることにより、被保護部品にまで伝導する熱を可能な限り削減しようとするものである。
【００１３】
このように、断熱放熱シートにより発熱部品と被保護部品を一体化させると共に、発熱部品から発生した熱を積極的に熱伝導性層に移動させ、これを熱伝導性層から放熱させることにより断熱性層にまで伝わる熱量を削減させる。そうすると、該断熱性層が断熱すべき熱量も削減されるので、該断熱性層にかかる断熱のための負荷が削減される。よって、該断熱性層はより効果的に発熱部品が発生させる熱を断熱させることが可能となる。
そうすると、熱伝導性層と断熱性層の存在によって、断熱放熱シート全体としての放熱及び断熱効果が十分に発揮されることになり、被保護部品が受ける熱量を削減することによって、被保護部品の過度な温度上昇を防止することが可能となる。
【００１４】
本発明の断熱放熱シートに関して、各層の大きさ及び形状は、発熱部品及び被保護部品の大きさ及び形状に依存し、熱伝導性層と発熱部品を接着するために粘着剤層を設ける場合には、発熱部品に対して接着及び熱伝導性層に向けて熱を伝える作用を発揮させるための層であるから、より強固な接着と、より多くの熱量を熱伝導性層に伝える必要性により、発熱部品の大きさ及び形状と同一にすることが必要になる。
【００１５】
この発熱部品と熱伝導性層を接着させるための粘着剤は熱伝導性が良好な材料からなるフィラー等を含有させることにより、粘着剤層全体の熱伝導率が高くなり、より積極的に発熱部品からの熱を熱伝導性層に向けて伝えることが可能になる。
【００１６】
熱伝導性層は発熱部品からの熱を吸熱すると共に放熱させる層であるから、必要により粘着剤層を介して発熱部品からの熱を十分に吸熱し、かつ放熱させることが求められるので、該粘着剤層と同じ大きさ及び形状か、又はそれより大きい形状を有することが求められる。特に熱伝導性層が粘着剤層よりも大きい形状の場合には、熱伝導性層の一部が粘着剤層よりはみ出すことになり、そのはみ出した部分が、特に放熱に寄与することになる。もちろん、熱伝導性層が粘着剤層と同じ大きさで同じ形状である場合においても、熱伝導性層の端部から特に放熱させることが可能となる。
この点は粘着剤層を有しない場合においても同様であり、発熱部品より熱伝導性層が大きい場合には、はみ出した熱伝導性層の一部が特に放熱に寄与する。
【００１７】
さらに断熱性層と熱伝導性層を接着させるための粘着剤層は、熱伝導性層と被保護部品との間に断熱性層を設けるための層であり、熱伝導性層から断熱性層に向けて積極的に熱を伝える必要性を備えていない層であるが、断熱性層と熱伝導性層を強固に接着させるために、熱伝導性層及び断熱性層の形状又は大きさが異なる場合には、いずれか小さい方と同じ大きさ及び形状で設けられることが必要である。
断熱性層は発熱部品から発生した熱であって、放熱部材によっても放熱しきれなかった熱を被保護部品になるべく伝えないように遮断するための層であり、従来の断熱シート一般に関する技術のように、発泡層、空気層等を備えるものでよい。
【００１８】
断熱性層は被保護部品と同じ大きさ以上に形成されるので、熱伝導性層が受けた熱を十分に断熱することが可能である。
断熱性層は、加熱されることにより何らかの悪影響を受ける部品、つまり被保護部品を熱から保護することを目的とした層であるから、熱伝導性層と同じ大きさか、あるいは熱伝導性層以上の大きさであり、かつ被保護部品と同じ大きさ、若しくは被保護部品よりも大きくすることが必要であり、その結果、熱伝導性層が受けた熱を十分に断熱することにより、その他被保護部品に対して十分な断熱作用を発揮することが可能である。
【００１９】
必要に応じて断熱性層と被保護部品の間に形成される粘着剤層は、被保護部品と同じ大きさ及び形状でよく、場合によっては、熱伝導性層と断熱性層との間に形成される粘着剤層と同じく、断熱性層から被保護部品に対して熱を伝える必要性を備えていない層である。そこで、この断熱性層と被保護物品との間の粘着剤層は、熱伝導性層と断熱性層との間の粘着剤層と同様に、発泡層や空気層等を備えていても良い。
もちろん、そのような粘着剤層を有しなくても断熱放熱シートが被保護部品に密着、あるいは接触できるのであれば粘着剤層を設けることは必須ではなく、さらには、被保護部品は断熱放熱シートと離間していても良い。つまり、本発明は、発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、これらの部品を接続するものであるが、断熱性層と被保護部品とはその間の粘着剤層の有無に限らず離れていることも可能である。本発明において接続することは断熱性層と被保護部品とが直接又は粘着剤層を介して接触していない場合も包含する。
【００２０】
（発熱部品及び被保護部品）
発熱部品としては、電子機器の運転により通電されて特に発熱する性質を有する、例えばＣＰＵ、ＩＣ、トランジスタ、コイル、コンデンサ、トランス、陰極管等の電子部品、リチウムイオン電池等の二次電池等のように電子機器の運転により発熱する部品でも良い。さらには、軸受け等の摺動により発熱する機械部品等の作動により発熱する部品でも良い。
被保護部品としては、電子機器の運転によって通電しても特に発熱するものではなく、しかも、高温下においては安定した性能を発揮できない可能性を有する電子部品であり、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池、液晶や有機ＥＬ素子等のディスプレイ部、ＬＥＤ、ダイオード、撮像素子等、あるいは温度管理を要する測定装置等が挙げられる。
これら発熱部品及び被保護部品が近接して配置される機器として、例えば、ワイヤレス電力伝送モジュールが挙げられる。携帯機器やパソコン等の小型電子機器に、ワイヤレス電送モジュールを設置する際には、コイルや制御ＩＣといった発熱部位と、リチウムイオン電池等の二次電池との被保護部品が狭いスペースの中に近接して設置されるため、熱対策が重要である。特に、小型化のために二次電池パックとワイヤレス電送モジュールを一体化させた機器に関しては、特に熱対策が重要である。
また、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を並列又は直列に接続して使用する組電池に関しては、構成する電池自体が発熱部品であり、かつ被保護部品でもある。
このため本発明の断熱放熱シートは、これらの用途等において使用される。
【００２１】
（粘着剤層）
本発明における粘着剤層は、下記の熱伝導性粘着剤や下記の断熱性粘着剤に包含されない粘着剤層であり、言い換えれば、熱伝導性向上や断熱性向上のために添加剤や充填剤を配合したり、あるいは気泡を含有したり粘着剤塗布部と粘着剤非塗布部のパターンが形成される等の断熱のために特定の層の構造を採用しないものである。
本発明において用いられる粘着剤層に使用する樹脂は、特に限定されないが、（メタ）アクリル系、天然ゴム系、合成ゴム系、シリコーン系、ウレタン系粘着剤等を用いることができる。これらの粘着剤は、すべて同一のものを用いてもよく、部位によって使い分けてもよい。
【００２２】
この粘着剤層を発熱部品と熱伝導性層との接着に使用する場合には、粘着剤層の厚みは０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．０５０ｍｍ以下である。
また熱伝導性層と断熱性層との接着、及び断熱性層と被保護部品との接着に使用する場合には、粘着剤層の厚みは０．０５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上である。
【００２３】
本発明において用いられる粘着剤に配合される添加剤等は、特に限定されていないが、分散剤、老化防止剤、酸化防止剤、加工助剤、安定剤、消泡剤、難燃剤、増粘剤、顔料等といったゴム、プラスチック配合薬品として一般に用いられるものを本発明の効果を損なわない範囲において適宜加えることができる。
なお、上記の樹脂及び各添加剤に共通して、発熱部品から発せられる熱により変質することがないという性質が要求される。
【００２４】
（熱伝導性粘着剤層）
熱伝導性や放熱を意識した箇所に使用される粘着剤では、薄層の粘着剤を使用することが好ましい。その際の粘着剤層の厚みとしては０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．０５０ｍｍ以下である。
【００２５】
熱伝導性や放熱を意識した箇所に使用される粘着剤において、より熱伝導性や放熱性を高めたい場合や、薄層の粘着剤では段差やクリアランスを充填することができず、粘着剤を厚くすることが必要な場合には、熱伝導性フィラーを含有した粘着剤を用いることができる。
【００２６】
本発明において熱伝導性フィラー含有粘着剤に用いられる材料は特に限定されないが、熱伝導性と接着性を両立しうる材料が好ましく、例えば、エポキシ系樹脂、熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム、アクリルポリマー等のポリマー成分に熱伝導性フィラーが含有されている熱伝導性有機樹脂組成物が好適に用いられる。
【００２７】
本発明において用いられる熱伝導性フィラーは、特に限定されないが窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ガリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化銅、酸化ニッケル、アンチモン酸ドープ酸化スズ、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、銅、銀、金、ニッケル、アルミニウム、白金、カーボンブラック、カーボンチューブ（カーボンナノチューブ）、カーボンファイバー、ダイヤモンド等の粒子を用いることができる。これらの熱伝導性フィラーは、単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００２８】
本発明において用いる熱伝導性フィラーの形状は特に限定されず、バルク状、針形状、板形状、層状であってもよい。バルク形状には、例えば球形状、直方体形状、破砕状またはそれらの異形形状が含まれる。
【００２９】
本発明において熱伝導性フィラーのサイズは、バルク形状（球状）の熱伝導性フィラーの場合には、１次平均粒子径として０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ、さらに好ましくは２〜２０μｍである。１次平均粒子径が１０００μｍを超えると、熱伝導性フィラーが熱伝導樹脂層の厚みを超えて厚みバラツキの原因となるという不具合がある。
【００３０】
熱伝導性フィラーが針形状又は板形状の熱伝導性フィラーの場合には、最大長さが０．１〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ、さらに好ましくは２〜２０μｍである。最大長さが１０００μｍを超えると熱伝導性フィラー同士が凝集しやすくなり、取り扱いが難しくなるという不具合がある。
さらにこれらのアスペクト比（針状結晶の場合には、長軸長さ／短軸長さ、または長軸長さ／厚みで表現される。また板状結晶の場合には、対角長さ／厚み、又は長辺長さ／厚みで表現される）が１〜１００００、好ましくは１０〜１０００である。
【００３１】
このような熱伝導性フィラーは、一般の市販品を用いることができ、例えば、窒化ホウ素としては水島合金鉄社製「ＨＰ−４０」、モメンティブ社製「ＰＴ６２０」等を、水酸化アルミニウムとしては、昭和電工社製「ハイジライトＨＳ−３２」「ハイジライトＨ−４２」等を、酸化アルミニウムとしては、昭和電工社製「ＡＳ−５０」等を、水酸化マグネシウムとしては、協和化学工業社製「ＫＩＳＵＭＡ  ５Ａ」等を、アンチモン酸ドープ酸化スズとしては、石原産業社製の「ＳＮ−１００Ｓ」「ＳＮ−１００Ｐ」「ＳＮ−１００Ｄ（水分散品）」等を、酸化チタンとしては、石原産業社製の「ＴＴＯシリーズ」等を、酸化亜鉛としては、住友大阪セメント社製の「ＳｎＯ−３１０」「ＳｎＯ−３５０」「ＳｎＯ−４１０」等を挙げることができる。
【００３２】
本発明において熱伝導性フィラーの使用量は、ポリマー成分１００重量部に対し、１０〜１０００重量部、好ましくは５０〜５００重量部、さらに好ましくは１００〜４００重量部である。熱伝導性フィラーの使用量が１０００重量部を超えると可とう性が低くなり、粘着力が低下するという不具合があり、１０重量部未満であると十分な熱伝導性を付与することができない場合がある。
【００３３】
また本発明の熱伝導性有機樹脂組成物には接着力、耐久力、熱伝導性フィラー粒子とアクリルポリマー等のポリマー成分との親和性をより向上させる目的でシランカップリング剤を用いることができる。シランカップリング剤としては、公知のものを特に制限なく適宜用いることができる。
【００３４】
具体的には、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基含有シランカップリング剤、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミン等のアミノ基含有シランカップリング剤、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の（メタ）アクリル基含有シランカップリング剤、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基含有シランカップリング剤等があげられる。このようなシランカップリング剤を使用することは、耐久性の向上に好ましい。
【００３５】
上記シランカップリング剤は、単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよいが、全体としての含有量は前記アクリルポリマー１００重量部に対し、前記シランカップリング剤０．０１〜１０重量部含有することが好ましく、０．０２〜５重量部含有することがより好ましく、０．０５〜２重量部含有することがさらに好ましい。上記シランカップリング剤を上記範囲で用いることにより、より確実に凝集力や耐久性の向上したものとすることができるが、一方、０．０１重量部未満では、熱伝導性有機樹脂組成物に含有される熱伝導性フィラー粒子の表面を被覆できず、親和性が向上しない場合があり、一方、１０重量部を超えると、熱伝導性を低下させる場合がある。
【００３６】
（断熱性粘着剤層）
断熱性を意識した箇所に使用される粘着剤では、厚手の粘着剤を使用することが好ましい。その際の粘着剤層の厚みとしては０．０５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上である。断熱性粘着剤層は１層の粘着剤層としても良いが、樹脂等の基材フィルムの両面に断熱性粘着剤層を設けてなる両面粘着テープからなる層でも良い。
【００３７】
断熱性を意識した箇所に使用される粘着剤において、より断熱性を高めたい場合や、厚手の粘着剤では充分なスペースを確保することができず、粘着剤を薄くすることが必要な場合には、空気やガスを含有した粘着剤を用いることができる。
【００３８】
本発明において用いられる空気やガスを含有した粘着剤は、特に限定されないが、例えば、空気やガスの気泡を含有した発泡性粘着剤、空気やガスを内包したマイクロカプセルを含有した粘着剤、スプレーやノズルでランダムに吹き付けることでメッシュ形状に形成された粘着剤、スジや千鳥格子、碁盤目状等に形成された粘着剤塗布部と粘着剤非塗布部のパターンが形成された粘着剤層等を挙げることができる。何れの粘着剤も層内に空気やガスを含有すること及び／又は熱伝導性層に対する断熱性粘着剤層の接触面積を低減させることで、空気やガスが断熱性を向上させて、ベタで形成された粘着剤よりも熱伝導性を低下させる効果が期待できる。
【００３９】
（熱伝導性層）
本発明において用いられる熱伝導性層は、特に限定されないが、銅やアルミニウムといった金属シート、グラファイトシート、熱伝導性フィラーを含有したゴムシートや樹脂シートを挙げることができる。この中でも、より好ましくは熱伝導率の高い基材である金属シートやグラファイトシートである。
【００４０】
（断熱性層）
本発明において用いられる断熱性層は、特に限定されないが、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコーンフォーム、ポリスチレンフォーム、フェノールフォーム等の発泡シート、ガラスウールシート、ロックウールシート、セラミック繊維シート、ガラス繊維シート、フェルトシート、不織布シート、ガラスビーズ等の空気を内包したマイクロカプセルを含有した樹脂シート等を用いることができる。この中でも熱伝導率の低い材料であるポリエチレンフォーム等の発泡シートが好ましい。
【００４１】
（断熱放熱シートの層構成）
本発明の断熱放熱シート及び装置内構造は上記の各材料を積層させることにより構成されるものである。
本発明の断熱放熱シートを発熱部品と被保護部品に使用した場合には、下記の装置内構造を構成することになる。
図１において粘着剤１９を使用しない場合であり、発熱部品１８上に、熱伝導性層２１からなる層を接触させ、熱伝導性層２１に粘着剤１９又は断熱性粘着剤からなる層を介して断熱性層２０からなる層を設け、その断熱性層２０を被保護部品１７に接触又は非接触を問わずに向けてなる構成であり、その中で、発熱部品１８と被保護部品１７を除いてなる層構成が本発明の断熱放熱シートである。
本発明の断熱放熱シートを発熱部品と被保護部品に接着させた場合には、下記の装置内構造を構成することになる。
図１に示すように、発熱部品１８上に粘着剤１９又は熱伝導性粘着剤からなる層を介して熱伝導性層２１からなる層を設け、さらにその上に粘着剤１９又は断熱性粘着剤からなる層を介して断熱性層２０からなる層を設け、さらにその上に粘着剤１９又は断熱性粘着剤からなる層を介して被保護部品１７を接着させてなる構成を含む装置構造である。
【００４２】
これらの構成においては熱伝導性層及び断熱性層はそれぞれ１層からなるが、熱伝導性層からなる層として、２枚以上の熱伝導性層を熱伝導性粘着剤層により積層させてなる層を採用することも可能であり、断熱性層からなる層として、２枚以上の断熱性層を粘着剤層及び／又は断熱性粘着剤層により積層させてなる層を採用すること、あるいは、断熱性層と１層又は２層の断熱性粘着剤層を同一の材料から構成させることも可能である。
【００４３】
（断熱放熱シートの製造方法）
本発明の断熱放熱シートを製造する方法は、通常の積層体の製造方法一般の方法を採用できる。
例えば粘着剤層又は熱伝導性粘着剤層、及び粘着剤層又は断熱性粘着剤層を設ける場合には、剥離シートの剥離性面上に粘着剤層又は熱伝導性粘着剤層を形成し、この上に熱伝導性層を貼り合わせておく。これとは別に、断熱性層の両面に粘着剤層又は断熱性粘着剤層を形成してなり、一方の粘着剤層又は断熱性粘着剤層上には剥離シートを積層してなるシートを用意する。
上記の熱伝導性層表面に、別に用意したシートの剥離シートを積層させてない側の粘着剤層又は断熱性粘着剤層を貼り合わせて加圧することにより、本発明の断熱放熱シートを製造することができる。
もちろん、本発明の断熱放熱シートの各層の積層方法に関してはこの例に限定されない。
【実施例】
【００４４】
（熱抵抗値の測定）
熱特性評価装置（エスペック（株）製、ＴＣＳ−２００）を用いて、熱流量法によって断熱性層の熱抵抗値の測定を行った。図２に簡易図を示す。試験片１を２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切断し、上部継手ブロック４と下部継手ブロック５により、上部ロッド２と下部ロッド３の間に気泡の噛み込みの無きよう、挟みこんだ。５本の温度センサ６を上部ロッド２と下部ロッド３に各２本ずつ埋め込み、ヒーター７にも１本の温度センサ６を埋め込んだ後、ヒーター７上部から１００Ｎの荷重をかけて試験片を固定した。単位面積あたりの圧着荷重は２５Ｎ／ｃｍ２であった。その後、ヒーター７を８０℃に加熱し、５秒間隔で各スポットの温度を測定した。熱流量が安定した状態を定常状態と判断し、その際の１００秒間の測定値の平均を算出し、熱抵抗値（(ｃｍ２・Ｋ)／Ｗ）とした。【００４５】
（放熱及び断熱性評価）
図３及び４に示す装置を用いて、放熱性及び断熱性の評価を行った。
まず、図３に示すように、断熱ボード８（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚み１０ｍｍ, （株）ミスミ製、ＨＩＰＡＬ−３０−３０−１０）の上に、熱伝導性接着剤（信越シリコーン製、ＫＥ−３４９３）を用いて面状セラミックヒーター９（縦２０ｍｍ×横１５ｍｍ×厚み１．２７ｍｍ、（株）ミスミ製, ＭＭＣＰＨ−２０−１５）を設置した。セラミックヒーター９は、端子部分５ｍｍを非加熱部として、断熱ボード８の外側に出した状態で接着した。（接着面は１５ｍｍ×１５ｍｍ）。次にアルミニウム板１０（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ×厚み１ｍｍ）の平面中心部分に、厚み０．０７ｍｍのシート型熱電対１１（チノー製、シートカップルＣ０６０−Ｋ）をポリイミドテープ１２（基材厚み２５μｍ, 粘着剤厚み１０μｍ）で挟むようにして固定した。【００４６】
このアルミニウム板１０と面状セラミックヒーター９を、図４に示すように、アルミニウム板からみてシート型熱電対１１が固定された面がセラミックヒーター９側になるように、オイルコンパウンド（信越シリコーン製、Ｇ−７４６）を用いて固定した。その後、下記実施例で示す試験片１３を、上述のアルミニウム板１０（厚み１ｍｍ）（熱電対が固定されていない面）とアクリル板１４（厚み２ｍｍ、三菱レイヨン（株）製、アクリライト）で挟みこみ、設置した。このとき、試験片１３とアクリル板１４の間にシート型熱電対１５を設置して、試験片温度を測定できるようにした。その後、アクリル板１４の上に断熱ボード８と重り１６を設置し、試験片１３に荷重を加えた。（断熱ボード８と重り１６の合計重量は１９０．７８ｇ）。２５℃の雰囲気温度下、セラミックヒーター９に電流０．１４Ａ，電圧７．０Ｖを印加して加熱し、定常状態になった後（３０分後）、アルミニウム板１０の温度と、試験片１３の表面温度をそれぞれの熱電対１１及び１５で計測し、記録した。
この評価方法において、アルミニウム板１０は本発明中の発熱部品に相当し、アクリル板１４は本発明中の被保護部品に相当する。下記の実施例及び比較例の結果を表１に示す。【００４７】
（実施例１）
断熱性層として厚さ１．０ｍｍ、熱抵抗値２０．２６ｃｍ２・Ｋ／Ｗのポリエチレン発泡体シート（積水化学工業（株）製、ソフトロンＳ  ＃１００１）を用い、その両面に、厚さ０．１０ｍｍの合成ゴム系粘着剤層を形成した。断熱性層に形成した片方の粘着剤面に、熱伝導性層として厚さ０．０４０ｍｍ、熱抵抗値１．１３ｃｍ２・Ｋ／Ｗのアルミニウム箔（住軽アルミ箔（株）製、べスパー）を貼り合せた。その後、放熱及び断熱性評価を実施するために、断熱性層に形成したもう一方の粘着剤面を、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍのサイズのアクリル板に貼り合せた。このとき、サンプルとアクリル板の間にシート型熱電対を設置して、試験片温度を測定できるようにした。その後、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ）とアルミニウム箔面を、厚さ０．０５ｍｍ、熱抵抗値３．９９ｃｍ２・Ｋ／Ｗのアクリル系粘着剤（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ）で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。【００４８】
（実施例２）
実施例１において、熱伝導性層を厚さ０．０２５ｍｍ、熱抵抗値０．３５ｃｍ２・Ｋ／Ｗのグラファイトシート（パナソニック電工（株）製、ＥＹＧＳ１８２３０３）に変更した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。【００４９】
（実施例３）
実施例１において、熱伝導性層として厚さ０．０３５ｍｍ、熱抵抗値１．４６ｃｍ２・Ｋ／Ｗの銅箔に変更した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。【００５０】
（実施例４）
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器を用い、アクリル酸ブチル７０重量部、２−エチルヘキシルアクリレート３０重量部、アクリル酸３重量部、４−ヒドロキシブチルアクリレート０．０５重量部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（開始剤）０．１重量部、トルエン（溶媒）１５５重量部を加え、系内を充分窒素ガスで置換した後、８０℃で３時間加熱して固形分が４０．０重量％のアクリルポリマー溶液を得た。
上記アクリルポリマー溶液１００重量部（固形分）に、粘着付与樹脂としてロジン系樹脂である荒川化学社製、商品名「ペンセルＤ−１２５」３０重量部、熱伝導性水酸化アルミニウム粉末である昭和電工社製、商品名「ハイジライトＨＳ−３２」（形状：破砕状、粒径：８μｍ）１００重量部、分散剤として第一工業製薬社製、商品名「プライサーフＡ２１２Ｅ」１重量部と、架橋剤として多官能イソシアネート化合物である日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートＬ」２重量部を配合し、ディスパーにて１５分間攪拌し、熱伝導性有機樹脂組成物を調整した。
得られた熱伝導性有機樹脂組成物をポリエチレンテレフタレートの片面をシリコーン剥離剤で処理した剥離フィルムの剥離処理面に乾燥後の厚みが０．０５０ｍｍとなるよう塗布し、７０℃で１５分間乾燥し、熱伝導性粘着剤層とした。この熱伝導性粘着剤層の熱抵抗値は３．９９ｃｍ２・Ｋ／Ｗであった。
実施例１において、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ）とアルミニウム箔面の貼り合せに、この熱伝導性粘着剤層を使用した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。【００５１】
（実施例５）
実施例１にて使用した、アクリル系粘着剤（粘着剤層）、ポリエチレン発泡体シート（断熱性層）、アルミニウム箔（熱伝導性層）を、粘着剤層、断熱性層、粘着剤層、断熱性層、粘着剤層、熱伝導性層の順に貼り合せ、積層させた。その後、第一の粘着剤面を、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍのサイズのアクリル板に貼り合せた。このとき、サンプルとアクリル板の間にシート型熱電対を設置して、試験片温度を測定できるようにした。その後、実施例１と同様に、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板とアルミニウム箔面をアクリル系粘着剤で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。【００５２】
（実施例６）
実施例１と同様に、断熱性層として厚さ１．０ｍｍ、熱抵抗値２０．２６ｃｍ２・Ｋ／Ｗのポリエチレン発泡体シート（積水化学工業（株）製、ソフトロンＳ  ＃１００１）を用い、その両面に、厚さ０．１０ｍｍの合成ゴム系粘着剤層を形成した。断熱性層に形成した片方の粘着剤面に、熱伝導性層として、厚さ０．０２５ｍｍ、熱抵抗値０．３５ｃｍ２・Ｋ／Ｗのグラファイトシート（パナソニック電工（株）製、ＥＹＧＳ１８２３０３）を貼り合せた。このグラファイトシートに、実施例４に記載した厚み０．０５０ｍｍの熱伝導性粘着剤を用いて、厚さ０．０７０ｍｍのグラファイトシート（パナソニック電工（株）製、ＥＹＧ１８２３０７）を貼り合せた。その後、実施例１と同様に、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板とアルミニウム箔面をアクリル系粘着剤で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。【００５３】
（実施例７）
厚み０．０２５ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、ＳＩＳ（スチレン・イソプレン系熱可塑性エラストマー）系粘着剤を、０．０３０ｍｍの厚みとなるようにホットメルト方式で塗工した。その後、ポリエチレンテレフタレートフィルムの反対面に、厚み０．０３０ｍｍのＳＩＳ系粘着剤を、塗工幅２ｍｍ、無塗工幅２ｍｍのパターン間隔でスジ状に形成させることで、一方面にベタ塗り層、一方面にスジ塗り層を有する両面粘着テープを作成した。
実施例１において、ポリエチレン発泡体シートの両面に、合成ゴム系粘着剤層の代わりに上記両面粘着テープを使用した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
このとき、アクリル板とポリエチレン発泡体シートの間では、スジ塗り面がポリエチレン発泡シート側になるように上記両面テープを配置し、ポリエチレンシートとアルミ箔の間では、スジ塗り面がアルミ箔側になるように上記両面テープを配置した。【００５４】
（実施例８）
ポリエチレンテレフタレートの片面をシリコーン剥離剤で処理した剥離フィルムの剥離処理面に、例えば特開平０９−０４８４６０に記載されている方法等で、１ｍ２あたり４ｇの塗布量でＳＩＳ（スチレン・イソプレン系熱可塑性エラストマー）系粘着剤をスプレー塗布して、空気層を含有し通気性をもつ粘着剤層を形成した。
実施例１において、ポリエチレン発泡体シートの両面に、合成ゴム系粘着剤層の代わりに、上記の空気層を含有し通気性をもつ粘着剤層を使用した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。【００５５】
（実施例９）
実施例７において、熱伝導性層として、アルミニウム箔の代わりに、厚さ０．０２５ｍｍ、熱抵抗値０．３５ｃｍ２・Ｋ／Ｗのグラファイトシート（パナソニック電工（株）製、ＥＹＧＳ１８２３０３）を使用して、試験片を作製した。このとき、試験片が貼られるアクリル板、試験片自体のサイズを、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板と同様に、縦１５ｍｍ×横２５ｍｍのサイズとして、放熱性及び断熱性の評価を行った。【００５６】
（比較例１）
熱伝導性層として厚さ０．０４０ｍｍ、熱抵抗値１．１３ｃｍ２・Ｋ／Ｗのアルミニウム箔（住軽アルミ箔（株）製、べスパー）に、厚さ０．０５ｍｍ、熱抵抗値３．９９ｃｍ２・Ｋ／Ｗのアクリル系粘着剤を貼り合せた後、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍのアクリル板に貼り合せた。このとき、サンプルとアクリル板の間にシート型熱電対を設置して、試験片温度を測定できるようにした。その後、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ）とアルミニウム箔面を、厚さ０．０５ｍｍ、熱抵抗値３．９９ｃｍ２・Ｋ／Ｗのアクリル系粘着剤（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ）で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。【００５７】
（比較例２）
比較例１において、熱伝導基材の代わりに、断熱性層として厚さ１．０ｍｍ、熱抵抗値２０．２６ｃｍ２・Ｋ／Ｗのポリエチレン発泡体シート（積水化学工業（株）製、ソフトロンＳ  ＃１００１）を用いた以外は、比較例１と同様にして評価を行った。【００５８】
（比較例３）
厚さ０．０５ｍｍ、熱抵抗値３．９９ｃｍ２・Ｋ／Ｗのアクリル系粘着剤（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ）を用いて、アクリル板とセラミックヒーターを備えた発熱アルミ板を固定して、放熱性及び断熱性の評価を行った。このとき、試験片が貼られるアクリル板、試験片自体のサイズを、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板と同様に、縦１５ｍｍ×横２５ｍｍのサイズとして評価を行った。【００５９】
（比較例４）
比較例２において、試験片が貼られるアクリル板、試験片自体のサイズを、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板と同様に、縦１５ｍｍ×横２５ｍｍのサイズとした以外は、比較例２と同様にして評価を行った。【００６０】
（比較例５）
比較例５は、特許文献３に記載の発明を追試した例であり、発熱部品上に熱伝導性シリコーンシートを設け、さらにその上に断熱性層を設けてなると共に、該熱伝導性シリコーンシートの縁は発熱部品の周囲にて、発熱部品を支持する基板面に接している構造である。層の構成とアルミニウム板を１５ｍｍ×１５ｍｍとし、熱伝導性シリコーンシートがアルミ板周辺の部材と接触するようにした以外は、実施例及び他の比較例と同じ条件で評価を行った。【００６１】
【表１】
2011111716.tif 000003
【００６２】
実施例１〜３は熱伝導性層の材質及び厚さが異なる他は共通する例であり、これらの例によれば、熱伝導性層としてグラファイトシートを用いた場合がアルミニウム板の温度が最も低く、より効果的に放熱がなされたことが理解できる。【００６３】
実施例４は、実施例１における熱伝導性層とアルミニウム板を接着させる粘着剤層を、熱伝導性粘着剤層に変更したものであり、この例においては実施例１の結果に対してアルミニウム板の温度はそれほど変わらないが、被着体温度は明らかに低下している。これは、アルミニウム板から熱伝導性粘着剤層及び熱伝導性層であるアルミニウム箔に伝わった熱量のうち、さらに断熱性層に伝わる熱量がより少なく、熱伝導性粘着剤層及びアルミニウム箔から効率的に放熱されたといえる。【００６４】
実施例５は、実施例１における断熱性層についてさらにポリエチレン発泡シートを１層増加させてなる例であり、この結果、実施例１に対してアルミニウム板の温度は若干高くなるものの、被着体温度が大きく低下していることが明らかである。これは、２層のポリエチレン発泡シートによる強化された断熱効果のために、アルミニウム板から熱伝導性層に伝わった熱が断熱性層により遮蔽されて、被着体にまで僅かしか伝わらなかったことが反映されている。【００６５】
実施例６は、実施例２におけるグラファイトシート１層からなる熱伝導性層を、熱伝導性粘着剤層を介してグラファイトシートを２枚積層させてなるものに変更してなる例である。その結果、アルミニウム板温度と被着体温度が共にさらに低下しており、グラファイトシートの層の数が増え、熱伝導性粘着剤層も加わったことによって、２枚のグラファイトシートと熱伝導性粘着剤層からなる熱伝導性層が、発熱物であるアルミニウム板からの熱量をより多く吸熱し、さらに吸熱した熱量を効果的に放熱したと理解できる。【００６６】
実施例７は、実施例１におけるポリエチレン発泡シートの両面に形成された合成ゴム粘着剤層を、ＰＥＴフィルムの一方の面にＳＩＳ系粘着剤層を設け、他方の面にＳＩＳ系粘着剤をスジ塗りしてなるスジ塗り粘着テープに置き換えたものであって、この結果、被着体の温度は実施例１の結果よりも大きく低下している。これは、スジ塗り粘着テープの特にスジ塗りされた面が空間を形成して、熱の伝導を抑制する効果を有していることにより、アルミニウム箔にまで伝わった熱が２枚のスジ塗り粘着テープとポリエチレン発泡シートにより断熱されたことを示している。【００６７】
実施例８は、実施例１の合成ゴム粘着剤層をメッシュ塗工されたＳＩＳ系粘着剤とした例である。この結果によれば、被着体の温度は実施例１による温度よりも低下しており、これもアルミニウム箔にまで伝導された熱が、メッシュ塗工されて内部に気泡が含有された２層の粘着剤層の存在により、被着体にまで伝わることが防止されたことによることが明らかである。【００６８】
実施例９は、実施例７におけるアルミニウム箔を厚さ０．０２５ｍｍのグラファイトシートとし、発熱アルミ板（縦１５ｍｍ×横２５ｍｍ）と試験片とを同じ大きさとした例である。
この結果によると、発熱アルミ板（アルミニウム板）よりもグラファイトシートが大きくならず、グラファイトシートが全て発熱アルミ板とＰＥＴフィルムに挟まれる構造になる。つまり、熱伝導性層であるグラファイトシートの極めてわずかな端面以外の広い面が外気に触れない状態である。
この結果によれば、熱伝導基材であるアルミニウム箔の面が外気に触れる実施例７の試験片よりも、発熱アルミ板の温度及び被着体の温度が高くなり、試験片に発熱アルミ板からの熱が溜まることを示している。
それでも、発熱アルミ板と試験片が同じ大きさである点で共通する比較例４と比較すると、保護されるべき被着体の温度が比較例の６０．０℃よりも低い５８．５℃に留まっており、被着体をより保護できるという効果を奏することができる。【００６９】
これらの実施例に対して、比較例１は発熱部品、アルミニウム箔及び被着体であるアクリル板をアクリル系粘着剤により積層したにとどまる例であり、その結果、発熱部品が発生する熱はアルミニウム箔を通じて被着体にまで伝わってしまうので、発熱部品の温度は低下するが被着体の温度は上昇してしまい、断熱効果がみられない。【００７０】
また、比較例２は発熱部品、ポリエチレン発泡シート及び被着体であるアクリル板をアクリル系粘着剤により積層した例であり、発熱部品が発生する熱はポリエチレン発泡シートにより断熱されるので、発熱部品自体の温度が極めて高くなると同時に、ポリエチレン発泡シートでは高くなった発熱部品の温度を断熱するには不十分であったのか、被着体の温度も上昇した。【００７１】
比較例３は、発熱部品とアクリル板をアクリル系粘着剤により接着し、これらの層の大きさが同じである例であり、この場合には、発熱部品が発生する熱がアクリル系粘着剤層のみを介してアクリル板に伝わるので、発熱部品及び被着体の温度は共に上昇する。【００７２】
比較例４は、比較例２の各層の大きさを同じものとした例であり、ポリエチレン発泡シートの大きさが比較例２よりも小さいので、発熱部品が発生する熱がこもることがないために、発熱部品の温度は比較例２による温度よりも若干低下するが、発熱部品及び被着体共に高温となった。【００７３】
比較例５は、専ら該熱伝導性シリコーンシートの縁は発熱部品の周囲にて、発熱部品を支持する基板面に接している構造の例であり、熱伝導性シリコーンシートは発熱素子よりもさらに大きいにもかかわらず、発熱部品及び被着体の温度が共に高温になった。
これは、熱伝導性シリコーンシートの縁が発熱部品の周囲にて、発熱部品を支持する基板面に接しているために、発熱部品及びその周囲にて熱がこもり、それを熱伝導性シリコーンシートによっても放熱しきれなかったために、被着体の温度も上昇したと考えられる。【００７４】
実施例１０は、本発明による断熱放熱効果について、シミュレーションによる実験を行った例である。
この実験を行うにあたり、縦３７ｍｍ、横３５ｍｍ、厚さ５ｍｍで熱伝導率が０．６７Ｗ／ｍｋの被保護部品１７と、縦２０ｍｍ、横１５ｍｍ、厚さ１ｍｍで熱伝導率が１３７Ｗ／ｍｋ、発熱量が１．３４５ＭＷ／ｍ３の発熱部品１８を用い、これらを試験片１と積層して、外気温を２５℃としたことを条件とし、図５に示す構造の組み合わせとした。
さらに使用する試験片１の形状及び使用箇所を変えてシミュレーションを行った。汎用有限要素解析ソフトウェア「ＭＳＣ  Ｍａｒｃ」を使用してシミュレーション（伝熱解析）を実施した。
なお、上記の発熱部品１８の発熱量である１．３４５ＭＷ／ｍ３は、下記形状１において、被保護部品１７及び試験片１の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍｋである場合に、発熱部品１８の中心温度が約７０℃になる発熱量である。
使用する試験片１は図６に示す構造を有する本発明の断熱放熱シートである点で共通し、この試験片１の被保護部品１７と発熱部品１８に対する相対的な大きさを変えて、形状１〜４に示す被保護部品１７、発熱部品１８及び試験片１の組み合わせからなる解析モデルを作成した。図６に示す試験片は、上より順に粘着剤層１９、断熱性層２０、粘着剤層１９、熱伝導性層２１、粘着剤層１９を積層してなる。
これら試験片１に共通する各層の性質を以下の表２に示す。【００７５】
【表２】
2011111716.tif 000004
【００７６】
このような性質を有する各層からなる試験片を用い、図７（Ａ）〜（Ｄ）に示す形状となるように被保護部品、試験片と発熱部品を組み合わせ、それぞれを形状１〜４とした。
これらの形状におけるシミュレーション結果を下記表３に示す。【００７７】
【表３】
2011111716.tif 000005
上記の表３の結果によれば、形状３から形状１にかけて、試験片貼付面積、つまり試験片１の面積が増加すると、（ア）発熱部品中心温度及び（イ）被保護部品最大温度が低下し、この（ア）と（イ）の差、つまり発熱部品１８の中心温度と被保護部品１７の最大温度との差が縮小する傾向にある。
この傾向は試験片１の面積が増加すると、発熱部品１８から伝熱された熱を放熱できる面積も増加するので試験片１自体の温度が低下し、このため、発熱部品１８からさらに伝わる熱量が増加することを示す。そして試験片１自体の温度が低下すると、試験片１から被保護部品１７に伝わる熱量が減少するので、被保護部品１７の温度上昇が抑制されることを示している。
そのとき、発熱部品１８の温度低下の程度が被保護部品１７の温度低下よりも大きいので、発熱部品１８と被保護部品１７との温度差が縮小、つまり、試験片１が十分に発熱部品１８からの熱を受けて放熱する作用が大きくなることがわかる。
特に形状１のように、試験片１が被保護部品１７と同じ大きさの場合には、発熱部品中心温度と被保護部品最大温度との温度差が５．２２℃と小さいものであった。
さらに形状４のように、形状１の試験片の形状を被保護部品１７の表面だけではなく、被保護部品の端部、つまり側面も被覆するように変形させると、結果的に試験片１の貼付面積がさらに増大するので、発熱部品１８からの熱をより多く伝熱し、これをさらに放熱することが可能になる。このため発熱部品中心温度と被保護部品最大温度は共に低下して、これらの温度差がわずか３．７４℃となる。
そして、発熱部品１８の発熱量及び被保護部品１７の耐熱性を考慮して、本発明の断熱放熱シートの形状や被保護部品１７への貼付箇所等を決定できることは明らかである。【００７８】
このような結果によれば、本発明の断熱放熱シートにおいて、熱伝導性層や断熱性層からなる層を積層させた組み合わせを複数使用しても、放熱効果や断熱効果を発揮することができる。そして、被着体の温度低下は単に断熱効果によるのではなく、断熱すべき熱量を下げる、つまり、熱伝導性層や熱伝導性粘着剤層による放熱も合わせて被着体の温度低下に寄与するのであり、本発明による効果は断熱放熱シートを構成する各層の特性が複合して発揮されたものである。
【図１】
2011111716.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2011111716.tif 000014
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